鉗形相位伏安表的電磁干擾及抑制

鉗形相位伏安表的電磁干擾及抑制
　　廣義的電磁干擾除了包括與局放信號一起通過電流傳感器進(jìn)入監(jiān)測系統(tǒng)的干擾以外，還包括影響監(jiān)測系統(tǒng)本身的干擾，諸如接地、屏蔽、以及電路處理不當(dāng)所造成的干擾等，后者可通過改進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、合理選擇電路和元器件、提高系統(tǒng)制作水平等加以解決。現(xiàn)場電磁干擾特指前者，是研究重點(diǎn)。它可分為連續(xù)的周期型干擾、脈沖型干擾和白噪聲［1］。周期型干擾包括系統(tǒng)高次諧波、載波通訊以及無線電通訊等。脈沖型干擾分為周期脈沖型干擾和隨機(jī)脈沖型干擾。周期脈沖型干擾主要由電力電子器件動(dòng)作產(chǎn)生的高頻涌流引起。隨機(jī)脈沖型干擾包括高壓線路上的電暈放電、其他電氣設(shè)備產(chǎn)生的局部放電、分接開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的放電、電機(jī)工作產(chǎn)生的電弧放電、接觸**產(chǎn)生的懸浮電位放電等。白噪聲包括線圈熱噪聲、地網(wǎng)的噪聲和動(dòng)力電源線以及變壓器繼電保護(hù)信號線路中耦合進(jìn)入的各種噪聲等。
　　電磁干擾一般通過空間直接耦合和線路傳導(dǎo)兩種方式進(jìn)入測量點(diǎn)。測量點(diǎn)不同，干擾耦合路徑會不同，對測量的影響也不同；測量點(diǎn)不同，干擾種類、強(qiáng)度也不相同。
　　變壓器局放監(jiān)測點(diǎn)選取的原則是局放信號強(qiáng)度大、信噪比高，且測量簡便。主要有外殼接地線和套管末屏接地線，有的還選擇中性點(diǎn)接地線、鐵心接地線和高壓出線端等。有時(shí)為了抑制干擾，還從變壓器動(dòng)力電源線處測量參考的干擾信號。由于中性點(diǎn)和高壓出線端安裝傳感器較為不便，且有的變壓器鐵心內(nèi)部接地，故監(jiān)測系統(tǒng)多選擇外殼和套管末屏接地線作為測量點(diǎn)。
　　2　鉗形相位伏安表的電磁干擾及抑制
　　干擾的抑制總是從干擾源、干擾途徑、信號后處理三方面考慮。找出干擾源直接消除或切斷相應(yīng)的干擾路徑，是解決干擾*有效*根本的方法，但要求詳細(xì)分析干擾源和干擾途徑，且一般不允許改變原有的變壓器運(yùn)行方式，因此在這兩方面所能采取的措施總是很有限。對于經(jīng)電流傳感器耦合進(jìn)入監(jiān)測系統(tǒng)的各種干擾，采取各種信號處理技術(shù)加以抑制。一般從以下幾方面區(qū)分局放信號和干擾信號；工頻相位、頻譜、脈沖幅度和幅度分布、信號極性、重復(fù)率和物理位置等［2］，并據(jù)此提出了大量的抗干擾技術(shù)。
　　在抗干擾技術(shù)中有兩種不同的思路：一種是基于窄帶(頻帶一般為10kHz至數(shù)10kHz)信號的。它通過合適頻帶的窄帶電流傳感器和帶通濾波電路拾取信號，躲過各種連續(xù)的周期型干擾，提高了測量信號的信噪比。這種方法只適合某一具體的變電站，使用上不方便。此外，由于局部放電信號是一種寬頻帶脈沖，窄帶測量會造成信號波形的失真，不利于后面的數(shù)字處理。另一種是基于寬頻(頻帶一般為10至1000kHz)信號的處理方法。檢測信號中包含局放的大部分能量和大量的干擾，但信噪比較低。對于這些干擾的處理步驟一般是：a.抑制連續(xù)周期型干擾；b.抑制周期型脈沖干擾；c.抑制隨機(jī)型脈沖干擾。隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展及模式識別方法在局放中的應(yīng)用，這種處理方法往往能取得較好的效果。
　　依據(jù)上述兩種思路，可以獲取不同信噪比的檢測信號。在后級處理中，很多處理方法是一致的。可歸納為頻域處理和時(shí)域處理方法。頻域方法是利用周期型干擾在頻域上離散的特點(diǎn)處理之；而時(shí)域處理方法是根據(jù)脈沖型干擾在時(shí)域上離散的特點(diǎn)處理。有硬件和軟件兩種實(shí)現(xiàn)方式。下面分別介紹。
　　3　周期型干擾的抑制
　　周期型干擾也稱之為窄帶干擾，它在各類干擾中占有很大的比重，干擾的抑制和消除也應(yīng)首先由此入手。由于它強(qiáng)度大、相位分布固定，因此大多采用頻域方法處理。主要包括FFT閾值濾波器［3-4］、自適應(yīng)濾波器［5］、固定系數(shù)濾波器［6］和理想多通帶數(shù)字濾波器(IMDF)［7-8］等。
　　窄帶干擾抑制的算法較多，也較成熟。從應(yīng)用效果來看，固定系數(shù)濾波器和理想多帶通濾波器較理想。由于IMDF在處理數(shù)據(jù)時(shí)需進(jìn)行多次FFT和IFFT，將化費(fèi)大量計(jì)算時(shí)間，不利于實(shí)時(shí)處理。但根據(jù)IMDF找到的*佳監(jiān)測頻帶，可以形成固定系數(shù)的有限沖激響應(yīng)(FIR)數(shù)字濾波器直接在時(shí)域處理，簡化了操作，加快了處理速度。具體應(yīng)用在文獻(xiàn)［7-8］中有詳盡的論述。
　　上述方法均可通過軟件或硬件線路來實(shí)現(xiàn)。雖然硬件濾波調(diào)節(jié)上不靈活，但經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)選擇*佳頻帶后，可有效抑制窄帶干擾。軟件方法雖然調(diào)節(jié)較靈活，但存在實(shí)時(shí)運(yùn)算速度較慢的缺點(diǎn)。

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